火力發電廠熱力系統的節能措施探討

摘 要：為了提高火力發電廠整體優化運行及其管理水平，達到節能減排的目的，對電廠熱力系統節能減排策略進行探討，符合國家能源戰略發展目標的需求。

關鍵詞：節能減排；火電機組；策略；能源

1 引言

節能減排作為當前加強宏觀調控的重點，要正確處理經濟增長速度和節能減排的關系，真正把節能減排作為硬任務，使經濟增長建立在節約能源資源和保護環境的基礎上。

目前我國能源的利用效率較低，且一次能源消費中以煤為主，煤炭的大量消費造成了嚴重的環境污染。作為國家中長期科學技術發展的11個重點領域之首的能源領域，發展思路是堅持節能優先，以降低單位GDP的能耗。

提高能源利用率是我國“十二五”規劃及長期的戰略發展目標，電力行業節能降耗潛力十分巨大。近年來，盡管節能降耗工作取得了較大成效，一些行業的能耗持續下降。但與世界先進水平相比，我國能源利用效率仍然較低。電力行業火電供電煤耗高出1/5。綜觀全國已投入運行的發電機組供電煤耗值，與世界先進水平相比相差約60克/千瓦時，也就是說，按世界先進水平，目前我國一年發電多耗原煤約1.1億噸。能源效率低既是我國能源發展中的突出問題，也是節約能源的潛力所在。

2 對節能技術改造的可行性認識

2.1 具有潛力大、易實現、投資少、見效快等特點

火電廣熱力系統節能是電廠節能工作的新領域，是熱力系統節能理論與高科技應用技術相結合的產物。在實施時大都不需要對主設備進行改造，不增加新設備，因此，它廣泛開展熱力系統節能工作，對當前調整產業結構提高管理水平，促進技術進步，具有非常重要的現實意義。

2.2 熱力系統節能有多種可行的途徑

對于新設計機組，可通過優化設計，合理配套進行節能；而對于運行機組，可通過節能診斷，優化改造，監測能損，指導運行，實現節能目標。

2.3 熱力系統節能潛力大，效果明顯

在過去一個相當長的時期內，由于工程界很少注意熱力系統的節能，缺少完整的熱力系統節能理論以及必要的優化分析工具。

在火電廠熱力系統設計方面，存在著系統結構與連接方式不合理的現象；在電廠運行過程中，除去設計不足外還存在著運行操作和維護不當的因素，致使運行經濟性達不到設計水平。所有這些，都導致了機組熱經濟性的降低，熱力系統節能理論及其實用節能新技術可以全面推廣。

3 策略探討

單位熱電廠總裝機容量為75MW，為了提高火力發電廠整體優化運行及其管理水平，滿足電力需求不斷增長的趨勢，同時節約成本使企業從“競價上網”中取勝，對電廠熱力系統節能減排策略進行了如下探討：

3.1 以提高火電機組整體優化運行及其管理水平為目標，以降低煤耗為主要目的，通過對全廠機組運行狀態在線監測與診斷、經濟性能分析、系統優化控制，達到提升機組安全經濟性能指標、節約能源、改善環境的目的。

3.2 加快發展電力工業的同時，必須把提高能源利用率和防治污染放在重要位置。為了使電站始終保持最佳燃燒效率及最低污染排放物，必須保證機組無論是在標稱模型下，還是存在模型不確定性時均閉環穩定，并具有良好的控制品質，即機組能迅速適應電網負荷的變化，同時機前壓力的變化不超出允許的范圍。

3.3 設計有效的火電單元機組非線性協調控制系統。該系統提出利用和開發非線性特性來改造常規PID控制器，以提高控制系統性能，使煤高效、潔凈地利用，推動經濟社會可持續發展。

3.4 通過提高煤炭的燃燒利用率，減少煤炭消耗量以達到提高發電量，同時降低污染物的排放的目標。在火電機組中推廣使用性能管理系統，該系統采用了一種基于離散坐標法描述鍋爐內熱流密度時空分布特性的新方法，應用火焰動態計算模型，分析火焰中心、爐膛結渣和高溫腐蝕問題，實現了運行條件優化；同時將國際先進的IAPWS-97水和水蒸氣物性計算標準應用于q-γ-τ狀態方程內，構建全面反映火電機組熱力性能特點的數學模型，進行機組性能和耗差分析計算；另外在現有電廠信息化管理系統中，率先引入機組運行性能管理模塊，實現了主動性能管理功能，及時發現機組性能問題，并提出解決措施，逐步建立起機組應用性能的對標考核制度。

3.5 研究確定鍋爐燃燒穩定性系數，判明不充分燃燒區域分布狀況，通過最佳風煤配比指導燃燒調整操作；集成多家電廠及運行專家的經驗，通過主題詞及特征參數的提取，快速檢索類似性能故障，通過網絡討論集采總長形成電廠專有的性能知識庫系統。

3.6 國家為了提高能源的利用率，需要對電廠的運行性能進行在線控制和優化控制，在大型火電廠建設時，強制要求必須同時建設廠級運行性能在線診斷及優化控制系統。

3.7 提高機組的通流效率，降低低壓缸的排汽壓力（提高真空）、再熱器減溫水量及減少系統的內外泄漏等都會顯著提高機組的經濟性，降低供電煤耗率。機組供電煤耗越低、管理水平越高，變動成本就會控制得越好。為了占領市場。競價過程中就可以報出較低的價格；而成本較高、煤耗較高、管理不善的企業。在競爭中處于劣勢。最終可能會因成本高而退出競爭。這實際上就是一個優勝劣汰的過程，而產能富余是真正形成電力市場、充分競爭的前提。

3.8 通過對機組設備日常運行狀況、運行參數進行分析，在確保機組安全的前提下，有針對性地進行優化運行調整試驗，確定機組運行的基礎工況和基準參數，同樣可提高機組的運行經濟性，降低供電煤耗率。此外，還可為實現機組性能的在線監測和優化運行管理提供必要的依據。

4 結束語

我國政府已經確定在“十二五”期間單位GDP能耗降低20%左右和主要污染物排放減少10%的目標。今年一季度，中國經濟同比增長11.1%，而電力消耗卻增長了14.9%；同時，全面落實差別電價政策，提高高耗能產品差別電價標準。鼓勵地方在國家政策的基礎上進一步提高差別電價標準，擴大實施范圍。從今年起，中國將全面實施節能減排重點工程，著力抓好節約和替代石油、燃煤鍋爐改造、熱電聯產、建筑節能等十項重點節能工程。

參考文獻

[1]馬凱.節能降耗是緩解資源約束的根本出路，http：//news.sohu.com/20061101/n246140679.shtml.

[2]江浩，劉琦.火力發電機組運行優化技術研究[R].國電熱工研究院，2003.

[3]國家發展計劃委員會、科學技術部，當前優先發展的高技術產業化重點領域指南，1997.7.

[4]江浩，羅春雷，劉勇先，居文平，劉琦.火電機組節能降耗分析及研究[J].熱力發電，2004（6）.